Amphibol: ein Mineral um die Bedingungen in Magmakammern sowie die Zeitskalen sub-vulkanischer und eruptiver Prozesse zu entschlüsseln

• Antragsteller: Dr. Filippo Ridolfi
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433318228

Die Fortsetzung dieses Projekts beinhaltet drei große Ziele. Das erste besteht darin, die Genauigkeit der Thermobarometrie für die Verwendung Mg- und Ca-reicher Amphibole (Subduktions- und Intraplattenvulkanismus) durch Kristallisationsexperimente bei hohen P-T-Bedingungen zu verbessern (Ziel 1). Das zweite Ziel besteht darin, strukturelle und chemische Variationen von Amphibolen als Funktion der Abkühlungs- und Dekompressionsraten zu untersuchen, um Modelle zur Bestimmung von Zeitskalen magmatischer Prozesse zu erstellen (Ziel 2). Das letzte Ziel besteht darin, die Thermodynamik, Kinetik und Reversibilität von Amphibol-Oxidations-/Dehydrierungsreaktionen zu entschlüsseln. DieseInformation wird benutzt um Zeitskalen von PlinianischenEruptionen zu ermitteln (Ziel 3). Obwohl einige technischeProbleme auftraten, wurde Ziel 1 (Amphibol-Thermobarometrie) nahezu vollständig erreicht. Es wurden zusätzliche Experimente durchgeführt und zwei Artikel veröffentlicht. Die erste Publikation befasst sich mit der Überarbeitung der Struktur und Zusammensetzung von Smithsonian-Standard-Amphibolen. Die zweite beschreibt ein Anwendungsprotokoll der Amphibol-Thermobarometrie, das auch für die jüngsten vulkanischen Produkte von Bezymianny (Kamtchatka) angewendet wurde. Das Protokoll wurde auch für Stromboli und für vulkanische Gesteine der Westeifel angewendet und die Ergebnisse werden demnächst auf einem internationalen Kongress vorgestellt. Eine neue Methode zur Bestimmung des Wassergehalts in der Schmelze mittels Raman-Spektroskopie wurde entwickelt, ist aber noch nicht abgeschlossen. Die mit dieser Methode gewonnenen Wassergehaltsdaten werden es ermöglichen, chemometrische und hygrometrische Gleichungen für Amphibol-haltige Gläser zu erstellen (Ziel 1).Ziel 2 ist in Arbeit und wird durch dynamische (isobare Kühlung und isotherme Dekompression) Kristallisationsexperimente erreicht. Für Ziel 3 werden Hoch-T-Redox-Experimente durch thermogravimetrische Analyse von Amphibole unter Verwendung reduzierender und oxidierender Gase (z. B. H2, Luft) durchgeführt. Die meisten der beprobten Eifel-Megakristalle wurden mittels Elektronenmikrosonde, Karl-Fischer-Titration und UV-Fe3+/Fe2+-Bestimmung vollständig chemisch charakterisiert. Einige dieser Megakristalle werden zusammen mit bereits charakterisierten Rosenberg-Megakristallen (Kassel, Deutschland) und alpinen Amphibolen (Italien) als Ausgangsmaterial für Experimente von Ziel 3 verwendet. Die experimentellen Amphibole und die koexistierenden Phasen werden mit Hilfe von optischer und Elektronenmikroskopie, Elektronenstrahlmikrosonde und Mikro-Raman-Spektroskopie analysiert.Diese letzte Projektphase (Gesamtdauer 3 Jahre) wird sich weiterhin der Veröffentlichung von Artikeln und der Anwendung von Amphibol für die thermobarometrie und die Geospeedometrie widmen. Folgende vulkanische Systeme werden untersucht: Eifel, Rosenberg (Hessen), Unzen (Japan), El Reventador (Ecuador), Apacheta (Chile) und Stromboli (Italien).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen